介孔二氧化钛材料的制备与性能研究

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本论文的工作主要以甘油为织构剂,分别采用溶胶-凝胶法和水热合成法制备纳米二氧化钛介孔粉体,利用XRD、TEM、N2气吸附-脱附等方法对其晶相、粒径、形貌、比表面等进行了表征,并研究了介孔粉体的合成条件、机理和光催化性能。 得到样品均为锐钛矿型纳米颗粒,形成直通形孔道且孔径分布较窄,比表面可达285m2/g。溶胶-凝胶法中酸量过大会导致金红石相的生成,而酸量过小,则不利于促进水解和晶型的形成;增大甘油含量样品粒径呈上升趋势;样品需经过焙烧或索氏提取才能呈现出锐钛矿晶型。水热法中反应时间对样品无影响;而乙醇和水的体积比有很大影响;织构剂含量增加到5%以后,粒径基本保持不变。两种方法得到的材料均在500℃下出现金红石相。掺杂铁元素虽然提高了热稳定性,但比表面大幅下降。
1 绪论第6-14页
    1.1 纳米材料和技术概述第6-7页
        1.1.1 纳米材料结构第6-7页
    1.2 纳米材料的制备方法及其特点第7-8页
    1.3 介孔材料简介第8-11页
        1.3.1 反应机理概述第9页
        1.3.2 介孔材料合成第9-11页
    1.4 表征以及应用第11页
    1.5 介孔TiO_2材料概述第11-13页
    1.6 选题背景第13-14页
2 溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛介孔粉体及其结构表征第14-24页
    2.1 实验部分第14-15页
        2.1.1 药品和仪器第14页
        2.1.2 实验步骤第14页
        2.1.3 结构表征第14-15页
    2.2 结果与讨论第15-22页
        2.2.1 水解条件对凝胶形成的影响机理第15页
        2.2.2 结果分析第15-17页
        2.2.3 酸量的影响第17-18页
        2.2.4 织构剂的选择与影响第18-19页
        2.2.5 织构剂含量的影响第19-20页
        2.2.6 织构剂的脱除第20-22页
    2.3 本章小结第22-24页
3 水热合成法制备纳米二氧化钛介孔粉体第24-32页
    3.1 实验部分第24页
        3.1.1 药品和仪器第24页
        3.1.2 实验步骤第24页
        3.1.3 结构表征第24页
    3.2 结果与讨论第24-30页
        3.2.1 反应时间的影响第24-25页
        3.2.2 醇水比的影响第25-28页
        3.2.3 反应温度的影响第28-29页
        3.2.4 织构剂含量的影响第29页
        3.2.5 焙烧温度的影响第29-30页
    3.3 溶胶-凝胶法与水热合成法的比较第30-31页
    3.4 本章小结第31-32页
4 铁元素掺杂第32-34页
    4.1 实验步骤第32页
        4.1.1 溶胶-凝胶法第32页
        4.1.2 水热合成法第32页
    4.2 结果分析第32-33页
    4.3 本章小结第33-34页
5 催化性能实验第34-40页
    5.1 实验部分第34-35页
        5.1.1 药品及仪器第34页
        5.1.2 实验设备与步骤第34-35页
    5.2 光催化降解反应的效果与讨论第35-39页
        5.2.1 光催化机理第35-36页
        5.2.2 光催化结果分析第36-39页
    5.3 本章小结第39-40页
6 全文总结第40-42页
参考文献第42-46页
致谢第46页
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